趙志華

掘進(jìn)工作面冒頂事故的原因、預(yù)防及處理方法的應(yīng)用與研究

趙志華

在我國礦井頂板事故中，掘進(jìn)工作面冒頂事故在頂板事故中占有較大比重。因此，對掘進(jìn)過程中冒頂事故的發(fā)生原因進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上對事故的預(yù)防及處理方法進(jìn)行研究和應(yīng)用是非常具有現(xiàn)實意義的。在本文中，筆者對冒頂事故原因進(jìn)行了分析，并提出了預(yù)防和處理建議，希望可以為冒頂事故的探究提供參考。

掘進(jìn)工作面；冒頂事故；原因；處理方法；應(yīng)用；研究

據(jù)統(tǒng)計資料表明，我國煤礦頂板事故占總事故數(shù)量的40%，而掘進(jìn)工作面冒頂事故占頂板死亡事故的20%左右，在煤礦事故中占很大的比重。因此，分析煤礦掘進(jìn)工作面冒頂事故原因，預(yù)防冒頂事故的發(fā)生且在事故發(fā)生后正確應(yīng)對，并提出合理的處理措施，對保護(hù)煤礦職工的生命和安全至關(guān)重要。

1　掘進(jìn)工作面冒頂事故發(fā)生的原因分析

發(fā)生冒頂事故的因素有很多，有地質(zhì)條件，也有生產(chǎn)設(shè)計和施工操作等方面。

1.1 地質(zhì)原因引起冒頂事故。在煤礦生產(chǎn)過程中，事故的發(fā)生與地質(zhì)情況有著密不可分的關(guān)系，常會因為地質(zhì)的變化引發(fā)事故。常見的地質(zhì)原因有：巷道的位置處于存在斷層等特殊構(gòu)造的地質(zhì)層中，由于巖層變動破碎誘發(fā)冒頂事故；像頁巖等圍巖在外界環(huán)境的作用下容易被風(fēng)化，進(jìn)而變得松軟不穩(wěn)固，同時其本身的節(jié)理裂隙在長時間的環(huán)境作用下進(jìn)一步發(fā)育，都會導(dǎo)致冒頂事故；掘進(jìn)工作面遇到壓力集中區(qū)等特殊情況時，未及時采取加強支護(hù)等措施導(dǎo)致冒頂事故；除此之外，在煤礦生產(chǎn)中遇到煤塵或者瓦斯等有害氣體冒出也會引起冒頂事故。

1.2 生產(chǎn)設(shè)計不當(dāng)引起冒頂事故。在設(shè)計中，如果設(shè)計不合理也會引起冒頂事故。常見的設(shè)計原因主要有：巷道的位置設(shè)計在較為松軟的地質(zhì)層中；對實際施工的地質(zhì)資料調(diào)查研究不足，無法對施工事故做好預(yù)防或者及時合理應(yīng)對；設(shè)計的支護(hù)結(jié)構(gòu)和支護(hù)方式不符合實際需求，難以承受地壓導(dǎo)致事故的發(fā)生。

1.3 施工失誤引起冒頂事故。冒頂事故的發(fā)生與施工技術(shù)也有著直接的聯(lián)系，如果施工不當(dāng)，極易造成施工事故。常見的施工失誤主要有：在施工過程中，對技術(shù)要求不夠嚴(yán)格，未能一次成巷，導(dǎo)致圍巖在環(huán)境中長時間暴露風(fēng)化，產(chǎn)生了松動；支護(hù)設(shè)備在煤礦生產(chǎn)中對施工安全和施工技術(shù)起著重要的作用，而由于施工的失誤，造成支護(hù)設(shè)備的架設(shè)不規(guī)范，質(zhì)量未能嚴(yán)格控制，將會造成支架不穩(wěn)固，進(jìn)而產(chǎn)生冒頂事故；施工過程中，檢查工作不到位，沒有及時進(jìn)行敲幫問頂，打眼放炮后沒有及時扶正歪扭支架或棚腿設(shè)在浮矸或浮煤上，支架上頂及兩幫沒有插嚴(yán)背實，造成支架整體性及穩(wěn)定性差，頂板來壓時壓垮或推垮支架導(dǎo)致冒頂事故發(fā)生；炸藥量的選擇失誤，過大的炸藥量造成圍巖的松動，為冒頂?shù)陌l(fā)生埋下隱患。

2　掘進(jìn)工作面冒頂事故的主要預(yù)防措施

2.1 遇地質(zhì)條件變化時的安全技術(shù)措施。當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件及圍巖發(fā)生變化時，技術(shù)人員需根據(jù)地質(zhì)變化情況更改支護(hù)形式，制定好相應(yīng)的安全技術(shù)措施。當(dāng)掘進(jìn)工作面遇到斷層、破碎帶或其他條件時，應(yīng)及時采取有效的支護(hù)措施，加強頂板管理，防止冒頂。

2.2 掘進(jìn)工作面技術(shù)管理。施工前做好技術(shù)準(zhǔn)備，首先是支護(hù)方式的選擇應(yīng)根據(jù)巷道圍巖的性質(zhì)、松動圈和礦壓觀測資料，針對井下現(xiàn)場實際選擇支護(hù)方式和材料規(guī)格。掘進(jìn)工作面巷道開口、過斷層、老巷、處理冒頂、掘進(jìn)刷擴(kuò)幫臥底、挑頂?shù)忍厥獾攸c施工，應(yīng)提出有針對性的安全技術(shù)措施。其次技術(shù)人員建立技術(shù)檔案，記載地質(zhì)構(gòu)造帶、圍巖變形帶、積水區(qū)域掘進(jìn)和影響范圍的采空區(qū)、老巷等情況，為上下分層或相鄰掘進(jìn)工作面提供支護(hù)設(shè)計依據(jù)。

2.3 施工隊伍的管理。首先要加強安全教育培訓(xùn)，增強員工的安全意識，定期組織學(xué)習(xí)規(guī)程措施，提高員工的職業(yè)技能。其次在施工過程中要嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)程措施的有關(guān)規(guī)定，規(guī)范員工的操作行為，按操作規(guī)程嚴(yán)格執(zhí)行各道工序，每班負(fù)責(zé)人都要對隱患進(jìn)行排查。

3　掘進(jìn)工作面冒頂事故的處理方法應(yīng)用與研究

當(dāng)掘進(jìn)工作面托煤頂或遇巖石破碎情況下，掘進(jìn)發(fā)生冒頂事故時，應(yīng)立即控制事故擴(kuò)大化，同時按程序匯報，并由技術(shù)人員針對事故情況編制可行的安全措施，保證安全通過冒頂區(qū)域。一般處理冒頂事故的方法有撞楔法、吊梁+撞楔法、木垛法和注入固化劑等。

3.1 撞楔法。當(dāng)巷道冒頂處為托煤頂或巖石破碎很容易繼續(xù)冒落而無法進(jìn)行處理和架棚時，可采用撞楔法處理。其操作步驟簡要如下：首先加固緊靠冒頂處的支架，防止倒塌，且不允許清理冒落矸石（煤），避免上頂繼續(xù)冒落造成垮落高度增加。其次沿該棚梁向冒頂區(qū)打入撞楔（如鋼釬、帶尖的原木或木板）用荊笆或板皮背嚴(yán)，防止矸石（煤）流入巷道，必要時撞楔可密集排列打入，上頂控制好后再清理矸石（煤），架設(shè)支架直到穿過冒頂區(qū)域。

3.2 吊梁+撞楔法。吊梁即在已支護(hù)老棚梁下用毛鏈或其他工具拴好新棚梁，使撞楔可在新老棚梁中間穿過，從而讓撞楔起到作用（步驟同3.1），安全通過冒頂區(qū)域。這種方法適用于冒落矸石（煤）密集，壓力大，撞楔無法打入冒頂區(qū)內(nèi)。

3.3 木垛法。當(dāng)掘進(jìn)工作面上頂冒落后不再繼續(xù)冒落，且上頂空頂面積相對較大時，可采用木垛法處理。其操作步驟簡要如下：首先加固緊靠冒頂處的支架，防止倒塌。其次安排兩名有經(jīng)驗的老工人，一人找掉，一人觀山，將懸矸（煤）找下。最后在支架上頂架設(shè)木垛，第一層與第二層垂直，依次由下往上，直到撐住頂板為止，用荊笆或板皮背實空隙，再在支架上鋪設(shè)經(jīng)緯網(wǎng)，防止矸石再次冒落到巷道，這樣就可以安全通過冒頂區(qū)域。

3.4 注入固化劑方法。礦用固化劑一般是瑪麗散，這種產(chǎn)品固化時間短，見效快，但由于其成本較高，在有能力處理冒頂事故的情況下不予使用。當(dāng)掘進(jìn)工作面發(fā)生冒頂事故面積較大或其他處理方法難以解決時可采用注入固化劑的方法進(jìn)行加固，在冒頂區(qū)域內(nèi)斜向上打眼注液，待固化劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)將破碎的巖石或煤粘合在一起后，方可安全通過冒頂區(qū)域。

結(jié)語

對于煤炭生產(chǎn)工作中的事故發(fā)生一直是整個社會所高度關(guān)注的，因此，關(guān)于事故的處理方法也在不斷的探索中，希望隨著科技的進(jìn)步和生產(chǎn)企業(yè)以及施工人員重視程度的提升，包括冒頂事故在內(nèi)的施工事故都將會得到有效的控制。

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